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公路沥青混合料应力吸收层结构性能及其试验研究
| 论文题名： | 公路沥青混合料应力吸收层结构性能及其试验研究 |
| 关键词： | 公路建设;沥青混合料;应力吸收层;路用性能 |
| 摘要： | 随着我国公路建设的快速发展，沥青混凝土路面的各种质量问题也随之不断出现，其中沥青面层中反射裂缝的普遍存在是主要问题之一。如何减少反射裂缝的发生，是目前优化服务期内路面结构所面临的最为关键的问题。本文应用断裂力学理论和有限元数值计算的方法，研究了应力吸收层延缓反射裂缝、延长路面使用寿命的机理。研制出了符合当地交通条件、气候条件和公路结构状况的应力吸收层沥青混合料，为服务期内公路的大、中修工程和新建半刚性基层路面提出新的设计手段;并通过试验路的铺筑证明了该改性沥青混合料具有突出的优点。论文主要研究内容包括以下几个方面: 1、论文运用断裂力学理论和有限元数值计算方法分析了反射裂缝的扩展机理，得出结论:模量较低的应力吸收层能够很大程度上降低位于基层裂缝顶部沥青加铺层的集中应力。 2、在研制模量较低的应力吸收层沥青混合料过程中，通过对现场温度场的测定和对应力吸收层结构深度的研究，确定以辽宁地区平均极端最高地表温度作为应力吸收层SHRP（美国战略公路研究计划）沥青结合料高温设计温度，以平均极端最低地表温度作为应力吸收层低温设计温度。 3、针对辽宁省内交通状况以及当地材料供应情况，结合常规沥青试验和美国SHRP沥青结合料设计规范，论文采用试验的方法确定了试验路所使用的沥青样品，并利用贝雷法设计了应力吸收层矿料级配。 4、借鉴Superpave（高性能沥青路面）沥青混合料设计方法，论文提出应力吸收层最佳沥青用量的确定方法及合理的沥青混合料设计控制指标，设计出符合辽宁本地的应力吸收层沥青混合料。 5、通过试验测定设计沥青混合料的力学参数，论文以此力学参数为基础，利用有限元软件计算出试验路应力吸收层的最佳厚度，实现了混合料设计与路面结构设计真实有效的关联性。 6、铺筑试验路，并对其进行检测和跟踪观测，改进施工工艺。通过跟踪监测，验证了具有较低模量沥青混合料应力吸收层结构路面的服务优越性。 综上所述，本文通过理论分析、数值模拟、室内试验、铺筑试验路和跟踪监测的方法和手段对公路沥青混合料应力吸收层结构性能开展了深入研究，取得的成果可为类似公路的维修和新建半刚性基层路面的设计和施工提供有益的参考和借鉴。 |
| 作者： | 赵复笑 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 余天庆 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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